2020届高考化学二轮复习教师用书：考前增分秘笈秘笈四高考非选择题答题策略

工艺流程

1.工艺流程中信息方程式书写

试题以反应现象、物质性质、元素价态变化、氧化剂得失电子数目等信息呈现出来，书写方法是：

(1)信息提取：依题给信息找出已知的反应物和产物，确定反应类型。

(2)联想推理：根据原子个数守恒或物质的特征或元素价态变化特点及微粒存在形式填写出未知产物。

(3)配平：缺少的物质一般用H2O、H＋、OH－填补。

[练习1]　氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，在潮湿空气中易水解、氧化，且在氯离子浓度较大的体系中存在CuCl＋Cl－===[CuCl2]－。工业上用低品铜矿(主要含CuS、Cu2S、FeO等)制备CuCl的一种工艺流程如下：

回答下面问题：

写出反应Ⅱ中发生反应的离子方程式：______________________________________

________________________________________________________________________。

解析：由加入的物质和目标产品可知，氧化剂是Cu2＋，还原剂是SO2，氧化产物是H2SO4，还原产物是CuCl，根据氧化还原反应配平的一般方法即可写出方程式。

答案：2Cu2＋＋SO2＋2Cl－＋2H2O===2CuCl↓＋SO＋4H＋

[练习2]　PF5极易水解，其产物为两种酸，写出PF5水解的化学方程式：__________

________________________________________________________________________。

答案：PF5＋4H2O===H3PO4＋5HF

2．工艺流程中原料预处理

原料预处理的常用方法

[练习3]　碲(Te)位于元素周期表第ⅥA族，由该元素组成的物质可用作石油裂化的催化剂，电镀液的光亮剂，玻璃的着色材料，合金材料的添加剂等。碲化铜渣是电解精炼铜时产生的一种矿渣，其主要含Cu2Te、Au、Ag等，利用下列工艺流程可回收碲：

已知：TeO2的熔点为733 ℃，微溶于水，可溶于强酸和强碱。

回答下列问题：

(1)“酸浸1”需加热，加热的目的是____________________________，“酸浸1”发生反应的氧化产物是________(写化学式)。

(2)“水浸”后“滤液1”的颜色是________。

(3)“滤渣1”进行“碱浸”的离子方程式是________________________________。

(4)从可持续发展意识和绿色化学观念来看，“滤渣2”进行酸浸的意义是_________

________________________________________________________________________。

解析：(1)酸浸时加热的目的是提高浸出速率，结合流程图知，“酸浸1”发生反应的化学方程式为Cu2Te＋2H2SO4＋2O22CuSO4＋TeO2＋2H2O，故其氧化产物为CuSO4、TeO2。(2)“滤液1”的溶质中含CuSO4，故“滤液1”的颜色为蓝色。(3)“滤渣1”中含有TeO2，TeO2溶解于NaOH溶液生成亚碲酸盐，故反应的离子方程式为TeO2＋2OH－===TeO＋H2O。(4)分析流程图并结合碲化铜渣中含Au、Ag等，知“滤渣2”经酸浸后可得到含CuSO4的滤液，并可回收Au、Ag，符合可持续发展意识和绿色化学观念。

答案：(1)加快浸出速率　CuSO4、TeO2

(2)蓝色(或浅蓝色)

(3)TeO2＋2OH－===TeO＋H2O

(4)“滤渣2”经过酸浸可得到含CuSO4的滤液，并可达到回收Au、Ag的目的，符合可持续发展意识和绿色化学观念

3．工艺流程中反应条件的控制

　常见反应条件的控制及目的

(1)控制溶液的pH

①控制反应的发生，增强物质的氧化性或还原性，或改变水解程度。

②控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。

a．控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。

b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。

(2)控制反应的温度

①控制化学反应速率。

②控制平衡移动方向。

③控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时析出。

④促进溶液中气体的逸出或实现蒸馏。

⑤防止或实现某物质水解或分解。

⑥使催化剂达到最大活性。

⑦防止副反应的发生。

(3)调节反应物的浓度

①根据需要选择适宜浓度，控制一定的反应速率，使平衡移动有利于目标产物的生成，减小对后续操作产生的影响。

②反应物过量，能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率，但对后续操作也会产生影响。

(4)控制反应体系的压强

①改变化学反应速率。

②影响平衡移动的方向。

(5)使用催化剂

加快反应速率，提高生产效率。

[练习4]　碳酸锂(相对分子质量为74)广泛应用于化工、冶金、陶瓷、医药、制冷、焊接、锂合金等行业。制备流程如下：

已知：碳酸锂的溶解度(g·L－1)见下表。

(1)硫酸化焙烧工业反应温度控制在250～300 ℃，主要原因是________________；

同时，硫酸用量为理论耗酸量的115%左右，硫酸如果加入过多则________(填字母)。

A．增加酸耗量

B．增加后续杂质的处理量

C．增加后续中和酸的负担

(2)水浸时，需要在搅拌下加入石灰石粉末的主要作用是_______________________

________________________________________________________________________。

(3)“沉锂”需要在95 ℃以上进行，主要原因是_______________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)若温度过低，反应速率慢，若温度过高，则浓H2SO4沸腾，挥发较多。(2)加入CaCO3一是和多余H2SO4反应，二是调节pH除去大部分杂质。(3)由表格中数据可知，温度越高，Li2CO3溶解度越小，故沉锂在95 ℃以上进行可增加产率。

答案：(1)温度低于250 ℃，反应速率较慢；温度高于300 ℃，硫酸挥发较多　ABC

(2)除去多余的硫酸，同时调整pH，除去大部分杂质

(3)温度越高，碳酸锂溶解度越小，可以增加产率

4．工艺流程题中物质的分离与提纯

(1)从溶液中获取晶体

从溶液中得到带结晶水的晶体操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

(2)产品的提纯

①洗涤剂的选择

②洗涤的方法

③检验是否洗涤干净的答题模板

[练习5]　工业上硫酸锰铵[(NH4)2Mn(SO4)2]可用于木材防火涂料等。其制备工艺如下：

已知步骤Ⅰ反应：H2C2O4(aq)＋H2SO4(aq)＋MnO2(s)MnSO4(aq)＋2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH

步骤Ⅱ中趁热过滤前需向MnSO4溶液中加入少量热水，其目的是___________________；

步骤Ⅲ所得(NH4)2Mn(SO4)2晶体需用酒精洗涤，洗去的主要杂质离子有__________。

答案：防止过滤时因温度降低使MnSO4晶体析出　NH、SO

[练习6]　高氯酸铵NH4ClO4是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取。

(1)氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为______________________

________________________________________________________________________。

(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15，从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)________、________、________、冰水洗涤、干燥。用冰水洗涤的目的是________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)根据题中信息可知NaClO3发生歧化反应生成NaClO4和NaCl，根据Cl元素化合价变化可写出该反应的化学方程式：4NaClO3NaCl＋3NaClO4。(2)由溶解度曲线可知NH4ClO4的溶解度随温度升高而明显增大，而NaCl的溶解度随温度变化不明显，故混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤和干燥可获得较多NH4ClO4晶体。用冰水洗涤能降低NH4ClO4的溶解度，减少洗涤过程中NH4ClO4晶体的损失。

答案：(1)4NaClO3NaCl＋3NaClO4

(2)蒸发浓缩　冷却结晶　过滤　减少洗涤过程中NH4ClO4晶体的损失

5．化学工艺流程中的化学计算

化工流程题中涉及的计算主要有：样品的质量分数或纯度的计算，物质的转化率或产率、物质的量浓度、物质的质量、pH的计算。涉及到的计算公式：

(1)n＝，n＝，n＝cV(aq)

(2)物质的质量分数(或纯度)＝×100%

(3)产品产率＝×100%

(4)物质的转化率＝×100%

[练习7]　磷酸铁锂电池被广泛应用于各种电动汽车，其正极是通过将磷酸铁锂(LiFePO4)、导电剂、黏结剂和乙炔黑等按比例混合，再涂于铝箔上制成。一种从废旧磷酸铁锂电池正极材料中回收某些金属资源的工艺流程如下：

已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝10－39；

②Li2CO3的溶解度：0 ℃为1.54 g；100 ℃为0.72 g。

请回答：

(1)“沉铁”时，溶液的pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如表：

则该过程应调节pH＝________，其原因为___________________________________

________________________________________________________________________；

假设该过程在常温下进行，则此时溶液中c(Fe3＋)＝________________。

(2)“沉锂”时，所得Li2CO3应选择________(填“冷水”或“热水”)进行洗涤，判断Li2CO3已洗涤干净的操作和现象为_____________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)由题表可知，pH＝8时，Fe元素的沉淀百分率较大且Li元素的损失较小，故应调节pH＝8；Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝c(Fe3＋)×(10－6)3＝10－39，则c(Fe3＋)＝10－21 mol·L－1。(2)由不同温度下碳酸锂的溶解度数据可知，应选择热水进行洗涤；取最后一次洗涤液少许，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，则证明已洗涤干净。

答案：(1)8　Fe元素的沉淀百分率较大且Li元素的损失较小　10－21 mol·L－1　(2)热水　取最后一次洗涤液少许，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成，则证明已洗涤干净

反应原理

1.利用盖斯定律进行热化学方程式的书写和ΔH计算

[练习1]　已知下列热化学方程式：

①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)   ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，

②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)    ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1，

③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)   ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1，

④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)   ΔH4＝－285.8 kJ·mol－1。

36 g水由液态变成气态的热量变化是________，C(s，石墨)与水蒸气生成CO、H2反应的热化学方程式为____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：根据盖斯定律，将热化学方程式②－④得：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1,36 g水由液态变成气态需要吸收88 kJ热量。将①－②－③后再调整得：C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1。

答案：吸收88 kJ热量　C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1

2．速率和平衡移动

速率和平衡移动答题方法

析特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)

[练习2]　在密闭容器中充入一定量H2S，发生反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH＝＋169.8 kJ·mol－1。下图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。

(1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为________，理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)该反应平衡常数大小：K(T1)________(填“＞”“＜”或“＝”)K(T2)，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)如果要进一步提高H2S的平衡转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有________________________________________________________________________。

答案：(1)p1＜p2＜p3　该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减小压强使平衡正向移动，H2S的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，p1条件下H2S的平衡转化率最大，p3条件下H2S的平衡转化率最小

(2)＜　该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大

(3)及时分离出产物

3．化学平衡常数与转化率的计算

(1)明确四个量(起始量、变化量、平衡量和差量)

　N2＋3H22NH3　Δn＝2

起始量　　1　　3　　　　　　　0

变化量　　a　　b　　　　　　　c　　　　c

平衡量　1－a　3－b　　　　　　c

(2)三个百分数

①转化率＝×100%＝×100%

②生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。

产率＝×100%

③平衡混合物某组分的百分含量＝×100%

(3)计算方法(“三段式”法)

如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。

　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

起始/(mol·L－1)　a　　　　b　　　　0　　　0

变化/(mol·L－1)　mx　　　nx　　　px　　　qx

平衡/(mol·L－1)　a－mx　b－nx　　px　　　qx

K＝

[练习3]　在一定温度下，将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生工业合成氨反应，达到平衡状态时，测得气体总物质的量为2.8 mol。

①达平衡时，H2的转化率α1＝________。

②已知平衡时，容器压强为8MPa，则平衡常数Kp＝________。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

解析：①设参加反应的氮气物质的量为x mol，

该反应中　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

起始(mol)　　1　　　　3　　　　0

变化(mol)　　x　　　　3x　　　　2x

平衡(mol)　1－x　　3－3x　　　　2x

列式可得：(1－x)＋(3－3x)＋2x＝2.8，x＝0.6，

则氮气转化率＝×100%＝60%，当加入反应物的物质的量之比等于其计量数之比时，反应物的转化率相等，所以氢气的转化率也是60%；②平衡时各物质的压强之比等于其物质的量之比，所以p(N2)＝×8MPa＝MPa，

p(H2)＝×8MPa＝MPa，

p(NH3)＝×8MPa＝MPa，

化学平衡常数Kp＝＝＝(MPa)2＝0.26(MPa)－2。

答案：①60%　②0.26(MPa)－2

[练习4]　一定条件下，CO2和CO可以互相转化。

(1)某温度下，在容积为2 L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)。

甲容器15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。则0～15 min内平均反应速率v(H2)＝________，此条件下该反应的平衡常数K＝________。

(2)欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则ω、x、y、z需满足的关系是________，且________(用含y的等式表示)。

解析：(1)v(H2)＝8 mol×75%/(2L×15 min)＝0.2 mol/(L·min)。

反应8 mol×75%＝6 mol CO2，则平衡时n(CO)＝n(H2O)＝6 mol，n(CO2)＝8 mol－6 mol＝2 mol，n(H2)＝16 mol－6 mol＝10 mol，K＝c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)＝6 mol×6 mol/(2 mol×10 mol)＝1.8。要使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，需满足(w－y)∶(x－y)＝8∶16即x＝2w＋y且z＝y。

答案：(1)0.2 mol/(L·min)　1.8　(2)x＝2w＋y且z＝y

4．溶度积常数(Ksp)的相关计算

(1)Ksp与溶解度(S)之间计算关系

对于AB型物质，其Ksp＝2

(2)Ksp与溶液中离子浓度关系

对于AB型物质，如AgCl(aq)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，c(Ag＋)＝

对于AB2型，如Mg(OH)2(aq)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq)，c(Mg2＋)＝3

(3)Ksp与K的关系

建立Ksp与K的关系，一般是在K的表达式分子分母中同乘以某个离子的浓度，将分子分母转化为不同物质的Ksp。

如：CuSO4溶液中Cu2＋水解常数Kh与Cu(OH)2溶度积常数Ksp的关系Kh＝

[练习5]　60 ℃时溴酸银(AgBrO3)的溶解度为0.6 g，则Ksp约等于________。

解析：60 ℃时，c(AgBrO3)＝≈2.5×10－2 mol·L－1，其Ksp＝c(Ag＋)·c(BrO)＝6.25×10－4。

答案：6.25×10－4

[练习6]　常温下，测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9，忽略SO的第二步水解，则Ksp(CaSO3)＝________(保留3位有效数字)。[已知：Ka1(H2SO3)＝1.54×10－2，Ka2(H2SO3)＝1.02×10－7]

解析：pH＝9，c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，由SO＋H2OHSO＋OH－知，c(HSO)＝c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1。

Kh(SO)＝＝，则＝，c(SO)＝1.02×10－3 mol·L－1。由物料守恒知：c(Ca2＋)＝c(SO)＋c(HSO)＝1.02×10－3 mol·L－1＋1×10－5 mol·L－1＝1.03×10－3 mol·L－1。则Ksp(CaSO3)＝c(Ca2＋)·c(SO)≈1.05×10－6。

答案：1.05×10－6

化学实验

1.实验仪器与实验装置作用

实验仪器与实验装置作用通常是围绕：(1)减小实验误差；(2)减少实验干扰(或副反应)；(3)实验安全；(4)特殊作用等设计的。

(1)常考实验装置作用汇总

(2)实验装置分析

2．化学实验文字表述规范答题

(1)液体体积测量中读数

①平视：视线与刻度线和凹液面最低处在一水平线上。

②读数：液面最低点与刻度线相切。

(2)实验操作的原因、目的、作用

①明确实验目的：做什么？

②明确操作目的：为什么这样做？

③明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？

应答出：具体操作方法、理由、结论等

(3)装置气密性检查

①微热法：封闭(关闭活塞或止水夹，导管末端插入盛水的烧杯中等)→微热(双手捂或用酒精灯稍微加热)→气泡(观察到导管口有气泡逸出)→水柱(移开双手或停止加热，观察到导管口形成一段稳定的水柱。

②液差法：封闭(关闭活塞或用止水夹夹住橡胶管等)→液差(向……容器中加水，使……和……形成液面差)→不变(停止加水，放置一段时间，液面差保持不变)。

如：a.构建捂热法模型

b．构建液差法模型

(4)现象的描述

①溶液中：

a．颜色由×××变成×××。

b．液面上升或下降(形成液面差)。

c．溶液变浑浊，或生成(产生)×××色沉淀。

d．溶液发生倒吸。

e．产生大量气泡或有气体从溶液中逸出。

②固体：

a．固体表面产生大量气泡。

b．固体逐渐溶解。

c．固体体积逐渐变小(变细)。

d．(固体)颜色由×××变成×××。

③气体：

a．生成×××色(味)气体。

b．气体由×××色变成×××色。

c．先变×××后×××(加深、变浅、褪色)。

(5)试剂的作用

作用：“除去”“防止”“抑制”“使……”，目的是……

(6)滴定终点的判断

①答题模板

当滴入最后一滴×××标准溶液后，溶液由×××色变成×××色，或溶液×××色褪去，且半分钟内不恢复原来的颜色

②注意问题

(7)试纸的选择与使用

①用pH试纸测定溶液pH：取试纸(取一小块pH试纸放在干净的表面皿或玻璃片上)→蘸溶液(用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上)→观色变(等试纸变色后)→作对照(再与标准比色卡对照确定溶液的pH)。

②用红棕色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸检验溶液：取试纸(将……试纸放在表面皿或玻璃片上)→蘸溶液(用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸中部)→观色变(试纸呈现……色)。

③用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉碘化钾试纸检验气体：润试纸(先取一小块……试纸用蒸馏水润湿)→粘玻璃棒(粘在玻璃棒的一端)→放瓶口(再放在盛有待测气体的瓶口附近)→观色变(试纸变为……色)。

(8)气体的检验

操作和试剂(将气体通入……溶液或点燃或把湿润的……试纸伸入集气瓶等)→现象(可观察到……)→结论(说明该气体为……气体或含有……气体)。

(9)离子检验

(溶解)取样(取少量溶液于一洁净的试管中)→加试剂[加入……试剂(有必要时加热，如检验NH)]→现象(产生……沉淀或溶液变……色或产生……气体)→结论(溶液含有……)。

(10)原因解释

分析(分析试剂的性质、实验目的、装置特点等)→结合(结合已有知识进行分析)→结论(得到问题原因)。

[练习1]　检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。按照要求填空：

(1)微热法：如图a。用酒精灯微热或用手捂热试管，导管口产生气泡，停止加热或松开手后导管内倒吸形成一段稳定的水柱证明装置不漏气。

(2)液差法：如图b、c。连接好仪器，b中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面，静置，若液面________，证明装置不漏气。c中，从乙管加入适量水，使乙管液面________甲管液面，静置，若液面________，证明装置不漏气。

(3)滴液法：如图d。向分液漏斗中注入适量水，关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，如果________________，则装置气密性良好。

(4)抽气(吹气)法，如图e、f。e中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________，

表明装置的气密性良好。f中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面________，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗中的液面________，则表明装置的气密性良好。

答案：(2)位置保持不变　高于　位置保持不变　(3)水不能持续流下　(4)能回到原来位置　上升　保持稳定

[练习2]　下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去)，请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，a、b为活塞)。

若气体入口通入CO和CO2的混合气体，E内放置CuO，选择装置获得纯净干燥的CO，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为A→______→______→E→______→______(填字母)。能验证CO氧化产物的现象是___________________________________________________________________________。

答案：(1)C　B　C　F　A、B之间的C装置中溶液保持澄清，E、F之间的C装置中溶液变浑浊